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PINK1/リン酸化ユビキチンによるユビキチン転移酵素Parkinの活性化機構

研究課題

研究課題/領域番号 15H04342
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関京都大学

研究代表者

菅瀬 謙治  京都大学, 工学研究科, 准教授 (00300822)

研究協力者 水谷 明洋  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードparkin / リフォールディング / 大量発現系 / NMR / タンパク質 / 分子認識 / Parkin / ユビキチン / 動的構造 / PINK1 / リン酸化ユビキチン / 蛋白質 / 生物物理 / 高分子構造・物性
研究成果の概要

E3酵素のparkinは損傷ミトコンドリアを分解に導く役割を担う。parkinは自身がリン酸化され、かつリン酸化ユビキチンが結合することによって活性化する。すでに不活性型と活性型parkinの結晶構造が明らかであるが、その動的な活性化機構は明らかでない。そこで、本研究ではNMRを用いてparkinの動的な活性化機構の解明を目指した。NMR測定では大量の安定同位体標識試料が必要であるが、parkinをM9培地で培養すると常に不溶化画分に発現した。そのため、ここでは不溶化したparkinを巻き戻す方法論を確立した。同手法で得たparkinは単量体でかつユビキチン化活性を有していた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝性パーキンソン病患者の多くにparkinの変異が報告されている。parkinの機能不全がパーキンソン病発症に直結するため、parkinの反応機構の解明はパーキンソン病の発症機構の解明や疾患の治療薬の創出につながると期待されている。そして、その実現にはNMRによるparkinの研究が不可欠である。これまでNMR研究用の安定同位体標識parkinの大量調製は極めて困難であったが、本研究ではその基盤となる安定同位体標識parkinの大量試料調製を可能とした。そのため、今後のNMR研究によりparkinの活性化機構の理解が深まることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Overview of Relaxation Dispersion NMR Spectroscopy to Study Protein Dynamics and Protein-Ligand Interactions2018

    • 著者名/発表者名
      Walinda Erik、Morimoto Daichi、Sugase Kenji
    • 雑誌名

      Current Protocols in Protein Science

      巻: 92 号: 1

    • DOI

      10.1002/cpps.57

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resolving biomolecular motion and interactions by R2 and R1ρ relaxation dispersion NMR2018

    • 著者名/発表者名
      Walinda Erik、Morimoto Daichi、Sugase Kenji
    • 雑誌名

      Methods

      巻: 148 ページ: 28-38

    • DOI

      10.1016/j.ymeth.2018.04.026

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] F1F2-selective NMR spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Walinda Erik、Morimoto Daichi、Shirakawa Masahiro、Sugase Kenji
    • 雑誌名

      Journal of Biomolecular NMR

      巻: 68 号: 1 ページ: 41-52

    • DOI

      10.1007/s10858-017-0113-x

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Practical considerations for investigation of protein conformational dynamics by 15N R 1ρ relaxation dispersion.2017

    • 著者名/発表者名
      Walinda E, Morimoto D, Shirakawa M, Sugase K.
    • 雑誌名

      Biomol NMR.

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 201-209

    • DOI

      10.1007/s10858-017-0097-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient identification and analysis of chemical exchange in biomolecules by R1rho relaxation dispersion with Amaterasu2016

    • 著者名/発表者名
      Walinda, E. Morimoto, D. Nishizawa, M. Shirakawa, M. Sugase, K.
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: 32 号: 16 ページ: 2539-2541

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btw188

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dual Function of Phosphoubiquitin in E3 Activation of Parkin2016

    • 著者名/発表者名
      Walinda, E. Morimoto, D. Sugase, K. Shirakawa, M.
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 291 号: 32 ページ: 16879-16891

    • DOI

      10.1074/jbc.m116.728600

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of protein–ligand interactions by NMR.2016

    • 著者名/発表者名
      4.A. Furukawa, T. Konuma, S. Yanaka, K. Sugase
    • 雑誌名

      Prog. Nucl. Magn. Reson. Sp.

      巻: 96 ページ: 47-57

    • DOI

      10.1016/j.pnmrs.2016.02.002

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [図書] Experimental Approaches of NMR Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Walinda E, Sugase K
    • 総ページ数
      636
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811059650
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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